книги из ГПНТБ / Болотин Ф.Ф. Динамика корабельных ДВС учеб. пособие

менения Z t = H o O

должен согласно

формуле (4.14)

состав­

лять по углу поворота вала

о

Для

Z

v -образных двигателей период изменения ;Et=f(«.)

равен углу заклинки кривошипов коленчатого вала 8

, опре­

деляемому по формулам (4.12) при m

= 2. Например, для

12-цилиндрового

четырехтактного

v

-образного двигателя с

углом

развала рядов цилиндров

К

=

60° ъ с равномерным

чередованием вспышек период изменения Z.t=-f(°0

должен

быть равен:

Z20^i2 _ 120°.

5 = с ц т = -2|0°.т =

считанной с интервалами 10-20°, для

каждого периода а 0

будут иметься

лишь по одному значению 2Lt(a) .

а таких

случаях недостающие з н а ч е н и я ( а ) в пределах

одного периода а 0 удобно определять

с помощью дополнитель­

ной табл. 8

и

графиков касательных

сил t=f(a) HnnZt=f(ol);

действующих

на

одной шатунной шейке

вала.

Т а б л и ц

а

8

Расчет дополнительных значений^,

недостающих

для построения периода

кривой

ZtL(It)

кгс/шг Углы

поворота

коленчатого

вала

,град

*1

<*2

_«а

• •

«

ОСп.

h i

i

h

2

т

п ъ

♦•*

m

Пг

it=2t1+?'ti+- + ?tz

Доя составления

табл. 8 полученные ранее графики -fc=-f(a)

и л и 2 Ъ = Н о О

для

одной шатунной шейки вала (рис. 4.3, 4.4

и 4.5)

разбиваются

на равные участки оси абсцисс,

содер­

жащие

б1 град угла

поворота коленчатого

вала

(т.е.

равные

ния цилиндров, определяют недостающие

значения

X t -при

выбранных

углах поворота

вала

сц,аг

... (Хп .

Суммарные касательные

си­

лы на последней рамовой шей­

ке коленчатого вала, пред­

ставленные

в виде

графика

Zt-f(oO

на рис. 4.6, полу­

чены расчетом без учета сил

трения, возникающих в криво­

шипно-шатунных механизмах,

подшипниках вала, и затрат

энергии на привод вспомога­

тельных механизмов

двигателя.

Рис. 4.6. График суммарных

Следовательно,

согласно

касательных сил

двигателя!

формуле (4.17), значенияZt(oO

Zt=i(a)

определяют

мгновенные значе­

ных углах поворота

коленчатого

вала о(

. Среднее

же зна­

чение индикаторного крутящего

момента д в и г а т е л я о п р е -

*pl

■

деляется величиной среднего суммарного касательного уси-

ЛИЯ + ср

^отнесенного к площади

поршня и

определяемого

по

графику Z t

обычным способом:

Oq-Z

f

•j-

=

jfTt-da

кгс/см

J

(4.18)

Oln

<-ср

■где

-f - площадь под кривой Zi^-KoO

в пределах

одно­

го периода ее изменения, кгс*рад/см2;

ааугол поворота коленчатого

вала, соответствую­

Таким

щий

одному периоду

изменения

кривой

момент

раЗ.

образом,

средний индикаторный

крутящий

ляются соотношением: м кРи- м кр

• №% .

мкр:

(4.20)

N?

и Ml , полученных

в динамическом и тепловом

расчетах

двигателя:

N; ■н!

A N l*

•100%

(4.21)

где

Л

М£р:п

N1

мощность двигателя

на

~ 71620

- индикаторная

расчетном режиме работы с числом

оборотов п

об/мин, полученная

из

динамического расчета;

из

индикаторная мощность двигателя

теплового расчета на том же режиме

Величины АМр и ДМрч

работы, л.с.

расчета

не

при правильном выполнении

должны

превышать

2-3%. Следует иметь в виду,

что зна­

учета ее округления. Поэтому

значения М кр.и M L

должны

быть взяты

с поправками на полноту

индикаторной диаграммы,

т.е.

гг

Ml

кгс•см

и

к

л.с.

(4.22)

М

К?1

Ч>

(Мркгс-см

и

Ыр л.с. - индикаторные

крутящий момент и мощ­

ность двигателя

из расчета рабочего

процесса).

можно

считать,

что значение среднего суммарного ка­

сательного усилияtcp, полученное по

графику !Et=f (оО

и

формуле (4.18), определяет величину

некоторой постоянной

средней касательной силы сопротивленияфср,приложенной к

фланцу отбора мощности двигателя.

на

В

таком случае

из

рассмотрения г р а ф и к а ^ --f(oO

рис.

4 .6 следует,

что в пределах каждого периода измене­

ния

этой кривой при

превышении суммарных касательных

сил

Z t

их

среднего

значения tc(),скорость ^вращения вала воз­

растает, а при превышенииЬСр значений ^

скорость враще­

ния вала уменьшается. Следовательно, в пределах каждого

периода изменения кривой5/Ь=-'Р(с*.') угловая скорость вала

со

достигает своих

максимальногоa>mtwK минимальногоtOmin

значений. Среднее

же

значениееосрпри

этом

остается постоян-

тельно средней постоянной

величины

СОср i/c И

п ср об/мин .

При этом для заданного расчетного режима работы двига­

теля

&

’

<5Л)

теризовать

степенью неравномерности

вращения

, равной

отношению

разности максимальной

и

минимальной

угло­

вой скорости вращения вала к

среднему ее значению:

^max ^min

(5.2)

<?=

СОСр

Полагая для упрощения вал двигателя

и вадопровод

всей

формулу для ориентировочной оценки

величины у

при проекти­

ровании двигателя.

Дифференциальное уравнение движения вала двигателя мож­

но записать в следующем виде:

Г М . р - М с - в д , - ^

,

(5.3)

где

суммарный

индикаторный крутящий момент

двига­

теля, определяемый величиной суммарных

каса­

тельных

сил^ЕЪ и их

графиком

на рис. 4.6,

м с -

кгс*см;

сопротивления, приложен­

постоянный момент сил

ных к валу двигателя,

кгс.см(Мс= М е+ М6м + ^ р,

где М е

-

эффективный

крутящий момент двига­

теля, ^вм “ крутящий момент,потребляемый вспо­

могательными механизмами двигателя,Мтр

- кру­

тящий момент, расходуемый на преодоление

всех сил трения в двигателе и в подшипниках

вала);

8Ж

момент

инерции всех движущихся масс двигателя,

связанных с коленчатым валом, кгс-см-сг (мо-

менты

инерции масс, связанных

с валопроводом

установки за двигателем во внимание не прини­

маем,

так как оцениваем пока неравномерность

йз

вращения вала без учета этих масс),

уравнения (5.3), в

частности, следует, что

d c o _

Z M KP- M C

(5Л)

dt

0АЬ

’

т.е. для равномерного вращения вала с постоянной скоро­

стью

oo=canstнеобходимо

иметь при 2Е М Кр-МсФ О бесконечно

большую величину 8дЬ

, что, разумеется, в реальных

двига­

телях

невозможно. С

увеличением 8дьнеравномерность

враще­

ния вала уменьшается.

Запишем

далее:

i M Kp-

M c=(it-tcp) Fn R

кгс-см, (5.5)

где

i t

- суммарные касательные силы двигателя,

определяемые графиком Ш —ЦсС)

на

t C|, -

рис. 4.6, кгс/см1;

среднее касательное усилие двигателя,

кгс/смг ;

ля.

Так как

die

dto da

doe

(5.6)

"еНГ — da dt

cUx’

то подставляя (5.5)

и (5.6) в

уравнение (5.3),

подучим:

^

dcA)= S*^R

(S"t— "fcер)dot •

(5.7)

рота

вала л от oc=cci , при котором

имеет место со ^ си *^,

до

, при которомo=tomaK,с

находим:

. я

BAJa)duJ=aAB ^mn< ^min _

СО,m m

CA3mnx+CO_

= 20’А, »

(СОmax-COKMLn')~

=20Ae-u£p.

COep

= 2

0

^ ^ ^

=Fn R J (it-tcp)doc=^- /

(it-tep)doc,

откуда

a.

vs J ^ t - t cp)doc

_

(5.8)

9 =

20дб‘ofp